JPH04372563A - Linear direct current motor and image scanner using this motor - Google Patents

Linear direct current motor and image scanner using this motor

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JPH04372563A
JPH04372563A JP3151462A JP15146291A JPH04372563A JP H04372563 A JPH04372563 A JP H04372563A JP 3151462 A JP3151462 A JP 3151462A JP 15146291 A JP15146291 A JP 15146291A JP H04372563 A JPH04372563 A JP H04372563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
motor
movable element
linear
armature
Prior art date
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Pending
Application number
JP3151462A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Ando
俊幸 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP3151462A priority Critical patent/JPH04372563A/en
Priority to US07/861,022 priority patent/US5289088A/en
Publication of JPH04372563A publication Critical patent/JPH04372563A/en
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Abstract

PURPOSE:To grasp the moving speed of a moving element by making the constitution simple and cheap, and lengthenable. CONSTITUTION:Field magnets having N- and S- magnetic poles alternately in the longitudinal direction and an armature having more than one group of driving armature coils facing these field magnets are provided. Either the said field magnets or armature is made a moving element 1 and the remainder a stator 2 to produce a linear direct current motor. A displacement sensor 14 is fitted to the moving element 1, and a sensor target 15 having a cyclic shape of protrusions and recessions is provided on a stator 2 in the moving direction on a locus facing this displacement sensor 14. The speed of the moving element 1 is calculated by a calculating means, on the basis of the cycle of the protrusions and recessions of this sensor target 15 detected by the displacement sensor 14.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、リニア直流モータ及び
このモータを用いたイメージスキャナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear DC motor and an image scanner using this motor.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、光学ヘッドやイメージスキャナ
などをリニアに移動させる駆動源としては、リニア直流
モータが用いられる。即ち、回転モータを用い伝達系で
直線運動に変換することも可能であるが、このような駆
動系によると、伝達系によるガタやバックラッシュ等に
より送りの高精度化に限界があるからである。
2. Description of the Related Art Generally, a linear DC motor is used as a drive source for linearly moving an optical head, an image scanner, or the like. In other words, it is possible to use a rotary motor and convert it into linear motion using a transmission system, but with such a drive system, there is a limit to the high accuracy of feed due to play and backlash caused by the transmission system. .

【0003】ここに、高精度な移動及び停止を目的とし
て光学的リニアエンコーダを付設したリニア直流モータ
が特開昭59−122357号公報に示されている。こ
れは、光波長発生素子からの光を可動子側に設けた傾設
反射面で反射させ、光波長受信素子で受信することによ
り可動子の位置と推進速度とを簡単に検出するようにし
たものである。これによれば、位置及び推進速度検知が
容易に行えるので、高精度な移動又は停止が可能となり
、同時に、可動子とともに光波長発生素子、光波長受信
素子を移動させなくてよいため、電源コード等が邪魔に
ならない、というメリットがある。
[0003] Japanese Patent Laid-Open No. 122357/1983 discloses a linear DC motor equipped with an optical linear encoder for the purpose of highly accurate movement and stopping. This allows the position and propulsion speed of the movable element to be easily detected by reflecting the light from the optical wavelength generating element on an inclined reflecting surface provided on the side of the movable element and receiving it with the optical wavelength receiving element. It is something. According to this, the position and propulsion speed can be easily detected, making it possible to move or stop with high precision.At the same time, since there is no need to move the optical wavelength generating element and the optical wavelength receiving element together with the movable element, the power cord It has the advantage that it does not get in the way.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来方式によると、光波長発生素子、傾設反射面、光波
長受信素子等の高価な光学部品を用いる必要があり、か
つ、これらの部品の高精度な組付け調整も要し、取扱い
が面倒なものである。
[Problems to be Solved by the Invention] However, according to such a conventional method, it is necessary to use expensive optical components such as an optical wavelength generating element, an inclined reflection surface, an optical wavelength receiving element, etc. It also requires highly accurate assembly and adjustment, making it troublesome to handle.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】N極,S極の磁極を長手
方向に交互に有する界磁マグネットと、この界磁マグネ
ットに対向する1つ以上の駆動用電機子コイル群を有す
る電機子とを設け、これらの界磁マグネットと電機子と
の一方を可動子とし他方を固定子としたリニア直流モー
タにおいて、請求項1記載の発明では、可動子に変位セ
ンサを取付け、この変位センサに対向する軌跡上に移動
方向に周期的な凹凸形状に形成したセンサターゲットを
固定子に設け、前記変位センサにより検出されるこのセ
ンサターゲットの凹凸周期に基づき前記可動子の速度を
算出する演算手段を設けた。
[Means for Solving the Problems] A field magnet having magnetic poles of N and S poles alternately in the longitudinal direction, and an armature having one or more drive armature coil groups facing the field magnet. In a linear DC motor in which one of the field magnet and the armature is a movable element and the other is a stator, a displacement sensor is attached to the movable element, and a displacement sensor is mounted opposite to the displacement sensor. A sensor target formed in a periodic uneven shape in the moving direction on a locus of movement is provided on the stator, and calculation means is provided for calculating the speed of the movable element based on the uneven period of the sensor target detected by the displacement sensor. Ta.

【0006】請求項2記載の発明では、ターゲット面積
に応じて出力が変化するセンサを可動子に取付け、この
センサに対向する軌跡上に移動方向に周期的に面積が変
化するパターンに形成したセンサターゲットを固定子に
設け、前記センサにより検出されるこのセンサターゲッ
トのパターン周期に基づき前記可動子の速度を算出する
演算手段を設けた。
In the invention as claimed in claim 2, a sensor whose output changes according to the target area is attached to the movable element, and the sensor is formed in a pattern whose area changes periodically in the direction of movement on a locus facing the sensor. A target was provided on the stator, and calculation means was provided for calculating the speed of the movable element based on the pattern period of the sensor target detected by the sensor.

【0007】請求項3記載の発明では、このようなリニ
ア直流モータをイメージスキャナに用い、読取り光学系
部材を搭載して副走査する可動子とした。
In the third aspect of the invention, such a linear DC motor is used in an image scanner, and a reading optical system member is mounted thereon as a movable member for sub-scanning.

【0008】[0008]

【作用】請求項1記載の発明によれば、可動子に取付け
た変位センサと、この変位センサの移動軌跡上に位置さ
せて固定子側に設けられて周期的な凹凸形状としたセン
サターゲットとの組合せで、凹凸周期を測定して可動子
の速度を算出することにより、リニアエンコーダの機能
が確保され、安価・簡単な構成にして高感度の速度検出
が可能で、可動子の高精度な動作制御が可能となる。特
に、センサターゲットは長尺でもよく、制約の少ないも
のとなる。
[Operation] According to the invention as claimed in claim 1, there is provided a displacement sensor attached to the movable element, and a sensor target positioned on the movement locus of the displacement sensor and provided on the stator side and having a periodic uneven shape. By measuring the period of irregularities and calculating the speed of the mover, the function of the linear encoder is ensured, and high-sensitivity speed detection is possible with an inexpensive and simple configuration. Operation control becomes possible. In particular, the sensor target may be long and has fewer restrictions.

【0009】請求項2記載の発明による場合も同様であ
り、可動子に取付けられてターゲット面積により出力の
変化するセンサと、このセンサの移動軌跡上に位置させ
て固定子側に設けられて面積が周期的に変化するパター
ンのセンサターゲットとの組合せで、パターン周期を測
定して可動子の速度を算出することにより、リニアエン
コーダの機能が確保され、安価・簡単な構成にして高感
度の速度検出が可能で、可動子の高精度な動作制御が可
能となる。特に、センサターゲットは長尺でもよく、制
約の少ないものとなる。
The same applies to the case according to the invention as claimed in claim 2, in which a sensor is attached to the movable element and the output changes depending on the target area, and a sensor is installed on the stator side and positioned on the movement locus of this sensor. In combination with a sensor target whose pattern changes periodically, the function of a linear encoder is ensured by measuring the pattern period and calculating the speed of the mover, making it possible to achieve high-sensitivity speed with an inexpensive and simple configuration. Detection is possible, and highly accurate operation control of the movable element is possible. In particular, the sensor target may be long and has fewer restrictions.

【0010】請求項3記載の発明では、このようなリニ
ア直流モータをイメージスキャナにおける副走査駆動源
とすることにより、安定した速度制御ができ、安価にし
て高精度な読取りが可能となる。特に、長尺化が可能で
あり、大サイズの読取りも可能なものとなる。
According to the third aspect of the invention, by using such a linear DC motor as a sub-scanning drive source in an image scanner, stable speed control can be performed, and highly accurate reading can be performed at low cost. In particular, it is possible to increase the length, and it is also possible to read large sizes.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1ないし図7に基
づいて説明する。まず、本実施例のリニア直流モータは
、電機子を可動子とし界磁マグネットを固定子2とする
ものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. First, the linear DC motor of this embodiment uses the armature as the mover and the field magnet as the stator 2.

【0012】可動子1は可動バックヨーク3とこの可動
バックヨーク3に取付けられたコイル基板4と、前記可
動バックヨーク3の両側4隅に固定された軸5と、各軸
5に回転自在に取付けられたローラ6と、前記コイル基
板4に固定されつつ基板長手方向に沿って連続的に配設
されたコイル7による電機子コイル群と、位置検出用の
ホール素子8とにより構成されている。
The movable element 1 includes a movable back yoke 3, a coil substrate 4 attached to the movable back yoke 3, shafts 5 fixed to four corners on both sides of the movable back yoke 3, and a rotatable member rotatable on each shaft 5. It is composed of an attached roller 6, an armature coil group consisting of coils 7 fixed to the coil substrate 4 and continuously arranged along the longitudinal direction of the substrate, and a Hall element 8 for position detection. .

【0013】また、固定子2は前記ローラ6の転動をガ
イドする段差又は溝状のレール部9を有する長尺状のベ
ース板10と、このベース板10上に固定された固定バ
ックヨーク11と、この固定バックヨーク11上に設け
られてN極、S極のように交互に着磁させた磁極12に
よる永久磁石とにより構成されている。
The stator 2 also includes a long base plate 10 having a stepped or groove-shaped rail portion 9 for guiding the rolling of the roller 6, and a fixed back yoke 11 fixed on the base plate 10. and a permanent magnet consisting of magnetic poles 12 provided on the fixed back yoke 11 and magnetized alternately as north and south poles.

【0014】このような基本構成において、磁極12と
コイル7との間には常に一定のギャップが介在し、また
、コイル7及びホール素子8は、コイル基板4に取付け
られたコネクタ13を介して後述する制御装置に接続さ
れている。
In such a basic configuration, there is always a constant gap between the magnetic pole 12 and the coil 7, and the coil 7 and the Hall element 8 are connected to each other via the connector 13 attached to the coil board 4. It is connected to a control device described later.

【0015】しかして、本実施例では、前記可動子1の
一部に変位センサ14が側方に突出させた状態で取付け
られている。この変位センサ14は非接触型のもの、例
えばうず電流式変位計が用いられているが、この他、光
、音又は磁気などを利用したものでもよい。前記ベース
板10にはこのような変位センサ14の移動軌跡に沿わ
せてセンサターゲット15が設けられている。このセン
サターゲット15は前記変位センサ14に対向する対向
面15aに可動子1の移動方向に沿って正弦波状の周期
的な凹凸パターンを形成したものである。このようなセ
ンサターゲット15の対向面15aの凹凸パターンは正
弦波状に限らず、矩形波形状等であってもよく、要は、
変位センサ14との間の距離が周期的に増減変化する凹
凸パターンであればよい。変位センサ14の検出出力も
前記コネクタ13を介して後述する制御装置に入力され
、フィードバック制御用信号として用いられる。
In this embodiment, a displacement sensor 14 is attached to a part of the movable element 1 in a manner that it projects laterally. The displacement sensor 14 is a non-contact type, for example, an eddy current displacement meter, but it may also be one that uses light, sound, or magnetism. A sensor target 15 is provided on the base plate 10 along the movement trajectory of the displacement sensor 14. This sensor target 15 has a sinusoidal periodic uneven pattern formed along the moving direction of the movable element 1 on the opposing surface 15a facing the displacement sensor 14. The uneven pattern on the facing surface 15a of the sensor target 15 is not limited to a sine wave shape, but may also be a rectangular wave shape, etc.
Any uneven pattern may be used as long as the distance from the displacement sensor 14 increases or decreases periodically. The detection output of the displacement sensor 14 is also input to a control device, which will be described later, via the connector 13, and is used as a feedback control signal.

【0016】次に、制御装置の構成を図3により説明す
る。基本的には、マイクロプロセッサ16、RAM17
及びROM18よりなるマイクロコンピュータ19によ
り制御されるもので、このようなマイクロコンピュータ
19にはバス20を介して指令発生装置21が接続され
ている。この指令発生装置21は前記可動子1の状態を
指令する位置指令信号、速度指令信号等の状態指令信号
を発生するものである。また、前記ホール素子8の出力
信号及びプログラム制御されているマイクロコンピュー
タ19からの出力信号に応じてモータドライブ装置22
に信号を出力させる一般的な3相用モータ駆動IC23
が設けられている。このような駆動制御により、可動子
1は指令発生装置21により指令された速度で移動する
。この時の変位センサ14の出力は、波形整形回路24
、演算手段となる検出用インターフェース装置25を介
して、可動子1の速度としてマイクロコンピュータ19
に取込まれる。
Next, the configuration of the control device will be explained with reference to FIG. Basically, microprocessor 16, RAM 17
A command generating device 21 is connected to such a microcomputer 19 via a bus 20. This command generation device 21 generates state command signals such as a position command signal and a speed command signal for commanding the state of the movable element 1. The motor drive device 22 also responds to the output signal of the Hall element 8 and the output signal from the program-controlled microcomputer 19.
General 3-phase motor drive IC23 that outputs signals to
is provided. Through such drive control, the movable element 1 moves at a speed commanded by the command generating device 21. The output of the displacement sensor 14 at this time is the output of the waveform shaping circuit 24.
, the microcomputer 19 determines the speed of the movable element 1 via the detection interface device 25 serving as a calculation means.
be taken into account.

【0017】例えば、図4中の(a)に示す変位センサ
14出力は、波形整形回路24により波形整形されて同
図中の(b)に示すように矩形波となる。即ち、この波
形整形回路24は正弦波入力を矩形波出力に変換する機
能を持つ。よって、対向面15aの凹凸パターン形状を
矩形波状とした場合であれば、この波形整形回路24は
不要であり、変位センサ14出力を検出用インターフェ
ース装置25に直接入力させてもよい。
For example, the output of the displacement sensor 14 shown in (a) in FIG. 4 is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 24 to become a rectangular wave as shown in (b) in the same figure. That is, this waveform shaping circuit 24 has a function of converting a sine wave input into a rectangular wave output. Therefore, if the concavo-convex pattern shape of the facing surface 15a is a rectangular waveform, this waveform shaping circuit 24 is not necessary, and the output of the displacement sensor 14 may be input directly to the detection interface device 25.

【0018】次に、可動子1の速度検出方法、即ち、検
出用インターフェース装置25の機能について説明する
。この検出用インターフェース装置25は波形整形回路
24により矩形波に整形された変位センサ14出力をマ
イクロプロセッサ16の割込み端子に出力するもので、
基準クロックCLKをカウントするカウンタを備えてい
る。
Next, a method for detecting the speed of the movable element 1, that is, a function of the detection interface device 25 will be explained. This detection interface device 25 outputs the output of the displacement sensor 14, which has been shaped into a rectangular wave by the waveform shaping circuit 24, to an interrupt terminal of the microprocessor 16.
It is equipped with a counter that counts the reference clock CLK.

【0019】今、図5において波形整形回路24の出力
OBのエッジE1が到達する直前の状態から説明する。 検出用インターフェース装置25内蔵のカウンタは出力
OBのTn−1 のパルス周期を、基準クロックCLK
を基に与えられたカウント数(例えば、0FFFFH)
からデクリメントカウントする。エッジE1 がマイク
ロプロセッサ16の割込みに到達すると、図6に示す割
込みルーチンが実行される。すると、カウンタのデクリ
メントカウント値は検出用インターフェース回路25内
蔵のストレージレジスタにラッチされる(カウンタのラ
ッチ)。ついで、ラッチされたデクリメントカウント値
をRAM17に格納する。そして、Tn のパルス周期
をカウントするためのカウント初期値(0FFFFH)
を与え、再度、デクリメントカウントを開始し、割込み
処理を終了する。再度、エッジE2 が割込みに到達す
ると、上述した処理を同様に繰返す。
Now, in FIG. 5, the state immediately before the edge E1 of the output OB of the waveform shaping circuit 24 arrives will be explained. A counter built into the detection interface device 25 calculates the pulse period of Tn-1 of the output OB using the reference clock CLK.
A count number given based on (for example, 0FFFFH)
Decrement count from. When edge E1 reaches the microprocessor 16 interrupt, the interrupt routine shown in FIG. 6 is executed. Then, the decremented count value of the counter is latched in the storage register built into the detection interface circuit 25 (counter latching). Then, the latched decrement count value is stored in the RAM 17. Then, the initial count value (0FFFFH) for counting the pulse period of Tn
is given, the decrement count is started again, and the interrupt processing is finished. When edge E2 reaches the interrupt again, the above-described process is repeated in the same way.

【0020】この時、可動子1の移動速度vは(1)式
により求められる。ただし、TCLK :CLK周期、
NE :単位長さ当たりの波形整形回路24の出力パル
ス数、n:CLKカウント数(=OFFFFH−デクリ
メントカウント数)である。
At this time, the moving speed v of the movable element 1 is determined by equation (1). However, TCLK: CLK period,
NE: number of output pulses of the waveform shaping circuit 24 per unit length; n: number of CLK counts (=OFFFFH−number of decrement counts).

【0021】[0021]

【数1】   v=(1/NE )・{1/(TCLK ・n)}
        …………………(1)   このように求められた可動子1の速度情報は、フィ
ードバック制御に用いられる。例えば、一般によく用い
られる比例制御を用いて速度制御に適用した例を考える
。 前述したように、可動子1の移動速度はデジタル値とし
て求められ、マイクロコンピュータ19に取込まれる。 ここに、比例制御では、一般に、リニア直流モータへの
制御電圧は、(2)式で表される。
[Equation 1] v=(1/NE)・{1/(TCLK・n)}
(1) The speed information of the movable element 1 obtained in this way is used for feedback control. For example, consider an example in which proportional control, which is commonly used, is applied to speed control. As described above, the moving speed of the movable element 1 is determined as a digital value and is input into the microcomputer 19. In proportional control, the control voltage to the linear DC motor is generally expressed by equation (2).

【0022】[0022]

【数2】   V=R(Fr/KF)+K(Rv−v)     
……………(2)   ここに、V:制御電圧、R:コイル抵抗、K:比例
ゲイン、v:可動子速度、KF :推力定数、Fr:摩
擦力である。
[Formula 2] V=R(Fr/KF)+K(Rv-v)
……………(2) Here, V: control voltage, R: coil resistance, K: proportional gain, v: mover speed, KF: thrust constant, Fr: friction force.

【0023】(2)式において、R,Fr,KF はモ
ータ特有の数値であり、K,K′,K″は制御系の設計
値であるので、全て既知の定数である。また、Rvは設
定値であり、vは前述のように求められるので、予め(
2)式及び前述した定数をマイクロコンピュータ19内
のROM18にプログラム若しくは一覧表として入力し
ておくことで、同式を計算することで、制御に必要な電
圧Vを簡単に求めることができる。また、実際に得られ
た制御電圧Vはマイクロコンピュータ19内でパルス変
調され、3相用モータ駆動IC23に出力され、いわゆ
るPWM制御が実行される。
In equation (2), R, Fr, and KF are values unique to the motor, and K, K', and K'' are design values for the control system, so they are all known constants. This is a set value, and v is obtained as described above, so in advance (
2) By inputting the equation and the above-mentioned constants into the ROM 18 in the microcomputer 19 as a program or a list, the voltage V required for control can be easily determined by calculating the equation. Furthermore, the actually obtained control voltage V is pulse-modulated within the microcomputer 19 and output to the three-phase motor drive IC 23 to perform so-called PWM control.

【0024】ところで、このようなリニア直流モータは
図7に示すように、例えばイメージスキャナ26の読取
り光学系部材の副走査用駆動源として用いられる。図7
に示すイメージスキャナ26はコンタクトガラス27上
に載置された原稿28を蛍光灯、ハロゲンランプ等の露
光ランプ29及び反射板30によりスリット露光しなが
ら、その反射光をセルフォックレンズ等の結像素子31
により読取り素子32に結像させて読取るようにしたも
のであり、これらの読取り光学系部材29〜32が読取
りユニット33として前記可動子1上に固定搭載されて
原稿28面を副走査するように構成されている。固定子
2はイメージスキャナ26のハウジング34に固定され
ている。
By the way, as shown in FIG. 7, such a linear DC motor is used, for example, as a sub-scanning drive source for a reading optical system member of an image scanner 26. Figure 7
An image scanner 26 shown in FIG. 2 exposes a document 28 placed on a contact glass 27 to a slit using an exposure lamp 29 such as a fluorescent lamp or a halogen lamp and a reflector 30, and directs the reflected light to an imaging element such as a SELFOC lens. 31
These reading optical system members 29 to 32 are fixedly mounted on the movable member 1 as a reading unit 33 to sub-scan the surface of the document 28. It is configured. The stator 2 is fixed to a housing 34 of the image scanner 26.

【0025】このような構成において、読取りユニット
33はリニア直流モータ(可動子1)により副走査され
ながら、自己走査により原稿28の画像を主走査方向に
読取り、全体として原稿画像を2次元に読取る。ここに
、読取りユニット33は副走査方向の駆動にダイレクト
ドライブの前述したリニア直流モータを用いているので
、安価にして伝達系のガタやバックラッシュにより生ず
る速度変動のない駆動制御が可能となり、高精度な読取
りができる。
In such a configuration, the reading unit 33 reads the image of the original 28 in the main scanning direction by self-scanning while being sub-scanned by the linear DC motor (mover 1), and reads the original image as a whole two-dimensionally. . Here, since the reading unit 33 uses the above-mentioned direct drive linear DC motor for driving in the sub-scanning direction, it is possible to perform drive control at low cost and without speed fluctuations caused by play or backlash in the transmission system, and to achieve high performance. Accurate reading is possible.

【0026】つづいて、本発明の第二の実施例を図8な
いし図11により説明する。本実施例では、まず、変位
センサ14に代えて、ターゲット面積に応じて出力が変
化するセンサ35が可動子1に取付けられている。この
センサ35の移動軌跡上に対向させてベース板10には
センサターゲット36が設けられている。このセンサタ
ーゲット36は図8中に斜線を施して示す部分がセンサ
35感知部となるもので、図示のように可動子1の移動
方向に面積が周期的に変化するような三角形状のパター
ンとして形成されている。もっとも、センサターゲット
36のパターン形状は三角形状に限らず、要は、周期的
に面積の変化する形状であればよい。このようにセンサ
35とセンサターゲット36との組合せは、例えば、光
を当ててその反射光のレベルをディテクタで測定するこ
とにより可能である。よって、例えばセンサ35は光源
とディテクタとにより構成したものとすればよい。
Next, a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 8 to 11. In this embodiment, first, instead of the displacement sensor 14, a sensor 35 whose output changes depending on the target area is attached to the movable element 1. A sensor target 36 is provided on the base plate 10 so as to face the movement trajectory of the sensor 35. In this sensor target 36, the shaded part in FIG. 8 becomes the sensing part of the sensor 35, and as shown in the figure, it is formed into a triangular pattern whose area changes periodically in the moving direction of the movable element 1. It is formed. However, the pattern shape of the sensor target 36 is not limited to a triangular shape, but may be any shape whose area changes periodically. The sensor 35 and the sensor target 36 can be combined in this way, for example, by applying light and measuring the level of the reflected light with a detector. Therefore, for example, the sensor 35 may be composed of a light source and a detector.

【0027】このような構成であっても、制御系として
は、変位センサ14をセンサ35に置換えて、図3に示
した場合と同様に構成すればよい。この場合、センサ3
5からの出力信号は図10中に(a)に示すような三角
鋸歯状のものとなり、波形整形回路24により波形整形
されて同図(b)に示すような矩形波出力となる。よっ
て、後は前記実施例と同様に可動子1の移動速度の検出
及びその制御が可能となる。
Even with such a configuration, the control system may be constructed in the same manner as shown in FIG. 3 by replacing the displacement sensor 14 with the sensor 35. In this case, sensor 3
The output signal from 5 has a triangular sawtooth shape as shown in FIG. 10(a), and is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 24 to become a rectangular wave output as shown in FIG. 10(b). Therefore, the moving speed of the movable element 1 can be detected and controlled in the same manner as in the embodiment described above.

【0028】本実施例にあっても、図7の場合と同様に
、図11に示すように、イメージスキャナ26に同様に
適用できる。
This embodiment can also be applied to the image scanner 26 as shown in FIG. 11, as in the case of FIG.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、上述したように構成したので
、請求項1記載の発明によれば、可動子に取付けた変位
センサと、この変位センサの移動軌跡上に位置させて固
定子側に設けられて周期的な凹凸形状としたセンサター
ゲットとの組合せで、凹凸周期を測定して可動子の速度
を算出することにより、また、請求項2記載の発明によ
れば、可動子に取付けられてターゲット面積により出力
の変化するセンサと、このセンサの移動軌跡上に位置さ
せて固定子側に設けられて面積が周期的に変化するパタ
ーンのセンサターゲットとの組合せで、バターン周期を
測定して可動子の速度を算出することにより、リニアエ
ンコーダの機能を確保することができ、安価・簡単な構
成にして長尺に渡って高感度の速度検出が可能で、可動
子の高精度な動作制御を行うことができ、リニアモータ
の長尺化を図ることができる。
Effects of the Invention Since the present invention is constructed as described above, according to the invention set forth in claim 1, the displacement sensor attached to the movable element and the displacement sensor positioned on the movement locus of the displacement sensor on the stator side According to the invention as claimed in claim 2, the speed of the movable element is calculated by measuring the period of irregularities in combination with a sensor target provided in a sensor target having a periodic irregular shape. The pattern period is measured by combining a sensor whose output changes depending on the target area, and a sensor target whose area changes periodically and is placed on the stator side and placed on the movement trajectory of this sensor. By calculating the speed of the mover using control can be performed, and the length of the linear motor can be increased.

【0030】また、請求項3記載の発明では、このよう
なリニア直流モータをイメージスキャナにおける副走査
駆動源としたので、安価にして高精度な読取りを行わせ
ることができ、かつ、長尺化が可能なため、大サイズ原
稿にも対応できるイメージスキャナを提供できる。
Further, in the invention as claimed in claim 3, since such a linear DC motor is used as a sub-scanning drive source in an image scanner, high-precision reading can be performed at low cost, and the length can be increased. This makes it possible to provide an image scanner that can handle large-sized documents.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例を示すもので、(a)は
正面図、(b)は側面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a side view.

【図2】平面図である。FIG. 2 is a plan view.

【図3】制御系を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system.

【図4】信号波形を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing signal waveforms.

【図5】信号波形を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing signal waveforms.

【図6】フローチャートである。FIG. 6 is a flowchart.

【図7】イメージスキャナへの適用例を示すもので、(
a)は正面図、(b)は側面図である。
[Figure 7] This shows an example of application to an image scanner.
A) is a front view, and (b) is a side view.

【図8】本発明の第二の実施例を示すもので、(a)は
正面図、(b)は側面図である。
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a side view.

【図9】平面図である。FIG. 9 is a plan view.

【図10】信号波形を示すタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart showing signal waveforms.

【図11】イメージスキャナへの適用例を示すもので、
(a)は正面図、(b)は側面図である。
FIG. 11 shows an example of application to an image scanner.
(a) is a front view, and (b) is a side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1      可動子=電機子 2      固定子=界磁マグネット14    変
位センサ 15,36    センサターゲット 25    演算手段 26    イメージスキャナ 35    センサ
1 Mover = Armature 2 Stator = Field magnet 14 Displacement sensors 15, 36 Sensor target 25 Calculation means 26 Image scanner 35 Sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  N極,S極の磁極を長手方向に交互に
有する界磁マグネットと、この界磁マグネットに対向す
る1つ以上の駆動用電機子コイル群を有する電機子とを
設け、これらの界磁マグネットと電機子との一方を可動
子とし他方を固定子としたリニア直流モータにおいて、
前記可動子に変位センサを取付け、この変位センサに対
向する軌跡上に移動方向に周期的な凹凸形状に形成した
センサターゲットを前記固定子に設け、前記変位センサ
により検出されるこのセンサターゲットの凹凸周期に基
づき前記可動子の速度を算出する演算手段を設けたこと
を特徴とするリニア直流モータ。
1. A field magnet having magnetic poles of N and S poles alternately in the longitudinal direction, and an armature having one or more drive armature coil groups facing this field magnet, and these In a linear DC motor in which one of the field magnet and armature is a mover and the other is a stator,
A displacement sensor is attached to the movable element, and a sensor target formed in a periodic uneven shape in the direction of movement is provided on the locus opposite to the displacement sensor, and the unevenness of the sensor target detected by the displacement sensor is provided on the stator. A linear DC motor characterized in that a calculation means for calculating the speed of the movable element based on a period is provided.
【請求項2】  N極,S極の磁極を長手方向に交互に
有する界磁マグネットと、この界磁マグネットに対向す
る1つ以上の駆動用電機子コイル群を有する電機子とを
設け、これらの界磁マグネットと電機子との一方を可動
子とし他方を固定子としたリニア直流モータにおいて、
ターゲット面積に応じて出力が変化するセンサを前記可
動子に取付け、このセンサに対向する軌跡上に移動方向
に周期的に面積が変化するパターンに形成したセンサタ
ーゲットを前記固定子に設け、前記センサにより検出さ
れるこのセンサターゲットのパターン周期に基づき前記
可動子の速度を算出する演算手段を設けたことを特徴と
するリニア直流モータ。
2. A field magnet having magnetic poles of N and S poles alternately in the longitudinal direction, and an armature having one or more drive armature coil groups facing this field magnet, and these In a linear DC motor in which one of the field magnet and armature is a mover and the other is a stator,
A sensor whose output changes according to the target area is attached to the movable element, and a sensor target formed in a pattern whose area changes periodically in the movement direction on a locus opposite to the sensor is attached to the stator, and the sensor A linear DC motor characterized in that a calculation means is provided for calculating the speed of the movable element based on the pattern period of the sensor target detected by the sensor target.
【請求項3】  読取り光学系部材を搭載して副走査す
る可動子としたことを特徴とする請求項1又は2記載の
リニア直流モータを用いたイメージスキャナ。
3. An image scanner using a linear DC motor according to claim 1, wherein the movable element is mounted with a reading optical system member and performs sub-scanning.
JP3151462A 1991-04-03 1991-06-24 Linear direct current motor and image scanner using this motor Pending JPH04372563A (en)

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